CN115178717B - 一种小板坯高拉速包晶钢保护渣及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小板坯高拉速包晶钢保护渣及其应用，属于炼钢辅料技术领域。按重量份数计，保护渣的每100份化学成分包括25～30份CaO、20～27份SiO2、＜1.5份MgO、10～15份Al2O3、＜2.0份Fe2O3、3.0～6.5份Na2O、1.0～4.0份F‑、＜0.6份B2O3、＜0.5份Li2O、2.0～4.0份MnO2、7.0～10.0份C、16～20份挥发分，余量为不可避免的杂质。该保护渣具有较高的二元碱度、超高的粘度及较高的挥发分，在保证良好润滑效果的同时，有利于提高液渣表面张力，促使钢渣分离避免夹渣、卷渣缺陷，并且可降低铸坯外弧表面裂纹率，提高铸坯一次成材合格率。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢辅料技术领域，具体而言，涉及一种小板坯高拉速包晶钢保护渣及其应用。
背景技术
在小板坯连铸生产过程中，由于小板坯断面尺寸的限制，导致钢液在结晶器内流动性较差，尤其是包晶钢的浇铸，在拉坯速度高的情况下，液面稳定性差，铸坯表面易出现凹陷、渣沟等质量缺陷，严重时铸坯外弧表面还伴随纵向裂纹，严重影响铸坯的合格成材率。
而目前国内小板坯的浇铸量也相对较大，如云南部分市场、河北部分市场等，但还没有可有效解决上述问题的保护渣。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，以解决上述技术问题。
本发明的目的之二在于提供一种上述小板坯高拉速包晶钢保护渣的应用。
本申请可这样实现：
第一方面，本申请提供一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，按重量份数计，其每100份化学成分中包括25～30重量份的CaO、20～27重量份的SiO2、＜1.5重量份的MgO、10～15重量份的Al2O3、＜2.0重量份的Fe2O3、3.0～6.5重量份的Na2O、1.0～4.0重量份的F-、＜0.6重量份的B2O3、＜0.5重量份的Li2O、2.0～4.0重量份的MnO2、7.0～10.0重量份的C、16～20重量份的挥发分，余量为不可避免的杂质。
在可选的实施方式中，小板坯高拉速包晶钢保护渣的二元碱度为1.1～1.25。
在可选的实施方式中，小板坯高拉速包晶钢保护渣在1300℃下的粘度为0.85～1.3Pa·s。
在可选的实施方式中，小板坯高拉速包晶钢保护渣的半球点温度为1120～1180℃。
在可选的实施方式中，保护渣的制备原料包括白碱、补强炭黑、半补强炭黑、土状石墨、硅灰石、方解石、铝钒土、冰晶石和碳酸锰；
且当保护渣的化学成分中B2O3的含量不为0时，保护渣的制备原料还包括硼砂；当保护渣的化学成分中Li2O的含量不为0时，保护渣的制备原料还包括碳酸锂。
在可选的实施方式中，按重量份数计，小板坯高拉速包晶钢保护渣的制备原料包括2～7份的白碱、0.5～1.0份的补强炭黑、1～1.5份的半补强炭黑、6～10份的土状石墨、37～49份的硅灰石、≤1.5份的硼砂、≤1.0份的碳酸锂、14～18份的方解石、11.5～15.5份的铝钒土、3～8份的冰晶石以及3～5份的碳酸锰。
在可选的实施方式中，硅灰石的烧失量＞3.5％；和/或，至少有95wt％的土状石墨的粒度超过325目。
在可选的实施方式中，小板坯高拉速包晶钢保护渣的制备原料还包括粘合剂和/或分散剂。
在可选的实施方式中，以与白碱相同的重量份数计，制备原料包括1.6～1.8份的粘合剂以及0.4～0.6份的分散剂。
在可选的实施方式中，粘合剂包括糊精、淀粉和羧甲基纤维素中的至少一种。
在可选的实施方式中，分散剂包括十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯和乙二醇中的至少一种。
第二方面，本申请提供如前述实施方式任一项的小板坯高拉速包晶钢保护渣的应用，例如可用于断面厚为150～180mm、宽为225～500mm，拉速为1.5～2.0m/min的包晶钢连铸中。
本发明具有以下有益效果：
本申请通过将挥发分设计在16～20重量份，可有效保证合适渣耗量，降低结晶器内钢液的过热度，降低坯壳的凝固收缩量，避免铸坯中间凹陷。并且，具有本申请提供的特定化学成分的保护渣，可确保小板坯包晶钢在高拉速、结晶器液面稳定性差的条件下，液渣层厚度合适、渣耗量适宜，浇铸出的铸坯表面无夹渣、渣沟、凹陷类质量缺陷，铸坯铸坯外弧表面裂纹率低，有效满足小板坯高拉速包晶钢浇铸需求。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请提供的小板坯高拉速包晶钢保护渣及其应用进行具体说明。
本申请提出一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，按重量份数计，其每100份化学成分中包括25～30重量份的CaO、20～27重量份的SiO2、＜1.5重量份的MgO、10～15重量份的Al2O3、＜2.0重量份的Fe2O3、3.0～6.5重量份的Na2O、1.0～4.0重量份的F-、＜0.6重量份的B2O3、＜0.5重量份的Li2O、2.0～4.0重量份的MnO2、7.0～10.0重量份的C、16～20重量份的挥发分，余量为不可避免的杂质。
可参考地，CaO的含量可以为25份、25.5份、26份、26.5份、27份、27.5份、28份、28.5份、29份、29.5份或30份等，也可以为25～30范围内的其它任意值。
SiO2的含量可以为20份、20.5份、21份、21.5份、22份、22.5份、23份、23.5份、24份、24.5份、25份、25.5份、26份、26.5份或27份等，也可以为20～27范围内的其它任意值。
MgO的含量可以为1.2份、1份、0.8份、0.5份、0.2份或0.1份等，也可以为＜1.5范围内的其它任意值。
Al2O3的含量可以为10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份或15份等，也可以为10～15范围内的其它任意值。
Fe2O3的含量可以为1.8份、1.5份、1.2份、1份、0.8份、0.5份、0.2份或0.1份等，也可以为＜2.0范围内的其它任意值。
Na2O的含量可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份或6.5份等，也可以为3.0～6.5范围内的其它任意值。
F-的含量可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份或4份等，也可以为1.0～4.0范围内的其它任意值。
B2O3的含量可以为0.55份、0.5份、0.45份、0.4份、0.35份、0.3份、0.25份、0.2份、0.15份、0.1份、0.05份或0份(即不含B2O3)等，也可以为＜0.6范围内的其它任意值。
Li2O的含量可以为0.45份、0.4份、0.35份、0.3份、0.25份、0.2份、0.15份、0.1份、0.05份或0份(即不含Li2O)等，也可以为＜0.5范围内的其它任意值。
MnO2的含量可以为2份、2.5份、3份、3.5份或4份等，也可以为2.0～4.0范围内的其它任意值。
C的含量可以为7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等，也可以为7.0～10.0范围内的其它任意值。
挥发分的含量可以为16份、16.5份、17份、17.5份、18份、18.5份、19份、19.5份或20份等，也可以为16～20范围内的其它任意值。
值得说明的是，通常保护渣的挥发分在10重量份以下，最多不超过15重量份，通常的保护渣中挥发分过高容易导致产品在使用过程中挥发物过多。本申请通过将挥发分设计在16～20重量份，远超过正常保护渣挥发分，其主要是根据小板坯断面尺寸及包晶钢线收缩比大这一特点，其能有效降低结晶器内钢液的过热度，降低坯壳的凝固收缩量，避免铸坯中间凹陷。
本申请中，含有上述化学成分的小板坯高拉速包晶钢保护渣的二元碱度为1.1～1.25，如1.1、1.12、1.15、1.18、1.2、1.22或1.25等，也可以为1.1～1.25范围内的其它任意值。
在1300℃下的粘度为0.85～1.3Pa·s，如0.85Pa·s、0.9Pa·s、0.95Pa·s、1Pa·s、1.05Pa·s、1.1Pa·s、1.15Pa·s、1.2Pa·s、1.25Pa·s或1.3Pa·s等，也可以为0.85～1.3Pa·s范围内的其它任意值。粘度大有利于增加保护渣膜的厚度，减小传热速度，从而也有效避免坯壳线收缩，避免铸坯中间凹陷。
半球点温度为1120～1180℃，如1120℃、1125℃、1130℃、1135℃、1140℃、1145℃、1150℃、1155℃、1160℃、1165℃、1170℃、1175℃或1180℃等，也可以为1120～1180℃范围内的其它任意值。
本申请通过设置较高的二元碱度，可在保证有良好润滑效果的同时，使液渣的表面张力较大，可较好地促使渣钢分离。
目前，正常板坯包晶钢粘度在0.1～0.3Pa·s，本申请为能更进一步提高液渣的表面张力，再结合针对小板坯类产品，为提供超高的粘度，增加渣膜厚度，将粘度设置为0.85-1.3Pa·s，可有效避免因结晶器液面波动大而造成的液渣卷入钢中，避免造成钢坯表面夹渣、卷渣缺陷。
需说明的是，一般的小板坯包晶钢常规拉速情况下，保护渣半球点温度基本在1120℃左右，通常的认识是，随着拉速的提高，为确保足够的液渣层厚度，半球点温度应逐渐降低，但本申请的保护渣因粘度较高，其本身即可保证足够的液渣层厚度，基于此，为兼顾控制传热效果，防止铸坯出现裂纹，尽可能地提高其半球点温度，同时结合适当高的二元碱度，可有效提高其渣膜的晶体比例，因此，将半球点温度设置为1120～1180℃。
本申请中，保护渣的制备原料可包括白碱、补强炭黑、半补强炭黑、土状石墨、硅灰石、方解石、铝钒土、冰晶石和碳酸锰。
当保护渣的化学成分中B2O3的含量不为0时，保护渣的制备原料还包括硼砂；当保护渣的化学成分中Li2O的含量不为0时，保护渣的制备原料还包括碳酸锂。
作为参考地，按重量份数计，上述小板坯高拉速包晶钢保护渣的制备原料包括2～7份的白碱、0.5～1.0份的补强炭黑、1～1.5份的半补强炭黑、6～10份的土状石墨、37～49份的硅灰石、≤1.5份的硼砂、≤1.0份的碳酸锂、14～18份的方解石、11.5～15.5份的铝钒土、3～8份的冰晶石以及3～5份的碳酸锰。
其中，白碱的用量可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份或7份等，也可以为2～7范围内的其它任意值。
补强炭黑的用量可以为0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份或1份等，也可以为0.5～1.0范围内的其它任意值。
半补强炭黑的用量可以为1份、1.05份、1.1份、1.15份、1.2份、1.25份、1.3份、1.35份、1.4份、1.45份或1.5份等，也可以为1～1.5范围内的其它任意值。
土状石墨的用量可以为6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等，也可以为6～10范围内的其它任意值。
硅灰石的用量可以为37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份或49份等，也可以为37～49范围内的其它任意值。
硼砂的用量可以为1.5份、1.2份、1份、0.8份、0.5份、0.2份、0.1份、0.05份或0份(即不含硼砂)等，也可以为≤1.5范围内的其它任意值。
碳酸锂的用量可以为1份、0.8份、0.5份、0.2份、0.1份或0份(即不含碳酸锂)等，也可以为≤1.0范围内的其它任意值。
方解石的用量可以为14份、14.5份、15份、15.5份、16份、16.5份、17份、17.5份或18份等，也可以为14～18范围内的其它任意值。
铝钒土的用量可以为11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份、15份或15.5份等，也可以为11.5～15.5范围内的其它任意值。
冰晶石的用量可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份或8份等，也可以为3～8范围内的其它任意值。
碳酸锰的用量可以为3份、3.5份、4份、4.5份或5份等，也可以为3～5范围内的其它任意值。
本申请中，所用的硅灰石的烧失量＞3.5％。
至少有95wt％的土状石墨的粒度超过325目。
需说明的是，补强炭黑以及半补强炭黑通常针对橡胶行业，主要是用来说明炭黑的加入能有效提高像胶轮胎的耐磨性能。本申请将橡胶行业用的炭黑在保护渣中运用，其中，半补强炭黑粒子细，易分散，用于保护渣中骨架作用更明显，发挥控制熔化速度效果优于补强炭黑。但如果单一均用该类炭黑又易造成渣的熔化速度满足不了消耗需要，将补强炭黑以及半补强炭黑相结合可避免上述问题。
值得说明的是：本申请保护渣的制备原料中引入14～18份的方解石并使用烧失量＞3.5％的硅灰石做基料，方解石的使用比例大再加上用高烧失的硅灰石做基料，可提高最终产品的挥发分，使挥发分在保护渣化学成分中的用量达到15～20份。其中，方解石类材料中挥发分含量为30～50wt％，属高挥发类材料，主要是因为方解石主要成分为CaCO3，受热分解后释放出CO2。此外，制备原料中方解石用量大还能提高产品的晶体比例，起到良好地控制传热效果，防止裂纹产生。
本申请保护渣的制备原料中引入≤1.5份的硼砂和/或≤1.0份的碳酸锂，主要作用在于：一方面可起到有效细化晶粒的作用，缓解因方解石使用比例过大，保护渣渣膜在析晶过程中形成的晶粒过于粗大的问题；另一方面因本申请的保护渣是于高拉速下使用，引入上述含量的硼砂和/或碳酸锂可在细化晶粒的同时，有效降低其它助熔剂材料的加入，改善保护渣的熔化性能，避免高熔点晶体析出，提高渣膜的润滑效果，同时防止渣膜形成不均匀，造成粘结等现象产生。
此外，本申请保护渣的制备原料中，配碳采用补强炭黑+半补强炭黑+土状石黑的方式，采用两种炭黑复合主要是补强炭黑的粒径在40nm以下，而半补强炭黑的粒径在40nm以上，粒径越小、比表面积越大，控制熔化速度效果越好，同时再引入细度相对超细的土状石墨(≥95wt％的粒度超过325目)，石墨相对炭黑颗粒粗大，其分隔和阻滞作用较差，但开始氧化温度较高(炭黑约为500℃，石墨约为560℃)、氧化速度较慢，在高温区控制熔化速度能力较强，故本申请通过采用特殊的复合炭黑+土状石墨的配碳结构，可有效控制渣层的三层结构，液渣可有效满足浇铸需要。
进一步地，小板坯高拉速包晶钢保护渣的制备原料还可根据需要包括粘合剂和/或分散剂。
可参考地，以与白碱相同的重量份数计，制备原料可包括1.6～1.8份(如1.6份、1.65份、1.7份、1.75份或1.8份等)的粘合剂以及0.4～0.6(如0.4份、0.45份、0.5份、0.55份或0.6份等)份的分散剂。
其中，粘合剂例如可包括糊精、淀粉和羧甲基纤维素中的至少一种。分散剂例如可包括十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯和乙二醇中的至少一种。
承上，本申请提供的保护渣具有较高的二元碱度及超高的粘度，在保证良好润滑效果的同时，可有效提高液渣表面张力，使渣膜均匀、析晶比例较高且液渣填充相对较厚，进而有效降低铸坯与结晶器之间的传热，防止渣耗不足引起粘结现象，促使钢渣分离，避免夹渣、卷渣缺陷；该保护渣具有较高的半球点温度，可有效提高渣膜的晶体比例，进一步降低铸坯与结晶器之间的传热，防止初生坯壳出现裂纹；制备原料中引入高挥发性原材料做基料，可有效提高保护渣的渣耗量并使结晶器液面反应良好，同时还可有效降低结晶器内钢液的过热度，降低坯壳的凝固收缩量，避免铸坯中间凹陷；复合配炭结构，可确保保护渣在整个使用过程中三层结构稳定，液渣满足浇铸需要，降低铸坯外弧表面裂纹率及渣沟等缺陷，减少铸坯表面清理工序，提高铸坯一次成材合格率，降低修复成本。
此外，本申请还提供了上述小板坯高拉速包晶钢保护渣的应用，例如可用于断面厚为150～180mm、宽为225～500mm，拉速为1.5～2.0m/min的包晶钢连铸中。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，以重量份数计，其制备原料包括2份白碱、1份补强炭黑、1.5份半补强炭黑、6份土状石墨(95.3wt％的粒度超过325目)、48.5份硅灰石(烧失量为3.53％)、1.5份硼砂、14.1份方解石、13份铝钒土、6.2份冰晶石、4份碳酸锰、1.7份羧甲基纤维素以及0.5份乙酸乙酯。
以重量份数计，该保护渣中每100份化学成分为29.0份CaO、26.29份SiO2、0.8份MgO、1.03份Fe2O3、10.99份Al2O3、3.15份Na2O、2.9份F-、0.57份B2O3、2.97份MnO2、7.27份C以及16.7份挥发分，余量为不可避免的杂质。
该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO2)为1.1、熔化温度为1145℃，1300℃下粘度为0.97Pa·s。
将所得的小板坯高拉速高粘度高挥发包晶钢保护渣在天津某厂进行试验，试验渣型号XLZ-21A，试验钢种Q195L、Q235B等，断面165*380～500mm2，拉速1.5-2.0m/min。共试验保护渣5T。试验过程中，该型号保护渣在结晶器内铺展性、流动性良好，液渣层厚度7-13mm，三层结构明显，液渣层厚度合适，结晶器液面火苗大小正常，平均渣耗量0.30-0.45kg/T，结晶器内渣条生成速度缓慢，平均6炉挑一次渣条，试验生产出的铸坯表面未发现夹渣、凹陷类缺陷，铸坯轧制前清理未发现铸坯外弧表面有裂纹，在后期轧制后钢板检测数据显示也未发现有夹渣、裂纹缺陷产生，试验效果良好。
实施例2
本实施例提供一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，以重量份数计，其制备原料包括5.1份白碱、0.8份补强炭黑、1.5份半补强炭黑、8.5份土状石墨(96.1wt％的粒度超过325目)、42.5份硅灰石(烧失量为3.53％)、1.5份硼砂、15.7份方解石、14.9份铝钒土、3份冰晶石、4.3份碳酸锰、1.7份糊精以及0.5份乙二醇。
以重量份数计，该保护渣中每100份化学成分为27.3份CaO、23.69份SiO2、0.76份MgO、1.15份Fe2O3、11.9份Al2O3、4.02份Na2O、1.40份F-、0.57份B2O3、3.19份MnO2、9.06份C以及16.7份挥发分，余量为不可避免的杂质。
该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO2)为1.15、熔化温度为1126℃，1300℃下粘度为1.183Pa·s。
实施例3
本实施例提供一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，以重量份数计，其制备原料包括4.5份白碱、0.5份补强炭黑、1份半补强炭黑、8份土状石墨(95.5wt％的粒度超过325目)、41份硅灰石(烧失量为3.61％)、1份碳酸锂、17.3份方解石、15.5份铝钒土、4份冰晶石、5份碳酸锰、1.7份羧甲基纤维素以及0.5份十二烷基苯磺酸钠。
以重量份数计，该保护渣中每100份化学成分为27.58份CaO、22.95份SiO2、0.73份MgO、1.17份Fe2O3、12.5份Al2O3、3.72份Na2O、1.87份F-、0.4份Li2O、3.71份MnO2、7.87份C以及18.9份挥发分，余量为不可避免的杂质。
该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO2)为1.20、熔化温度为1155℃，1300℃下粘度为1.07Pa·s。
实施例4
本实施例提供一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，以重量份数计，其制备原料包括7份白碱、1份补强炭黑、1份半补强炭黑、10份土状石墨(95.8wt％的粒度超过325目)、37份硅灰石(烧失量为3.55％)、1份碳酸锂、18份方解石、11.8份铝钒土、8份冰晶石、3份碳酸锰、1.7份淀粉以及0.5份十二烷基苯磺酸钠。
以重量份数计，该保护渣中每100份化学成分为26.22份CaO、20.79份SiO2、0.67份MgO、1.17份Fe2O3、10.5份Al2O3、6.29份Na2O、3.74份F-、0.4份Li2O、2.22份MnO2、9.97份C以及19.1份挥发分，余量为不可避免的杂质。
该保护渣的物理指标二元碱度(CaO/SiO2)为1.25、熔化温度为1173℃，1300℃下粘度为0.86Pa·s。
按实施例1的方法对上述实施例2至实施例4所得的小板坯高拉速包晶钢保护渣进行测试，其结果显示：实施例1-4所提供的小板坯高拉速包晶钢保护渣均能在高拉速、整个结晶器内流场差、液面稳定性差工艺条件下，保证良好的渣耗量，保障连续浇铸的顺行，且生产出的铸坯不存在凹陷、渣沟等表面质量缺陷，铸坯外弧表面也未发现存在纵裂纹，可以有效解决铸坯表面质量问题。
对比例1
本对比例提供一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，以重量份数计，其制备原料包括8份萤石、18.7份熟料、9.5份白碱、1.5份半补强炭黑、2.5份土状石墨(95.5wt％的粒度超过325目)、49份硅灰石(烧失量＜2.5％)、1份方解石、3份镁砂、5份铝碳渣粉、1.8份羧甲基纤维素。
以重量份数计，该保护渣中每100份化学成分为39.15份CaO、30.35份SiO2、3.4份MgO、1.25份Fe2O3、2.31份Al2O3、6.55份Na2O、5.24份F-、4.82份C以及9.21份挥发分，余量为不可避免的杂质。
该保护渣的物理指标二元碱度为1.29，熔化温度为1185℃，1300℃条件下的粘度为0.11Pa·S。
按实施例1的方法对该对比例所得的小板坯高拉速包晶钢保护渣进行测试，其结果显示：该对比例所得的保护渣在结晶器内使用过程中液渣层厚度6mm，消耗量0.31kg/T，液渣层过薄，耗量低，不能有效保证足够液渣来满足润滑，浇铸过程渣条生成过快且挑出渣条粗大，摩擦力曲线显示摩擦力较大，热流曲线非常不稳，且浇铸出的铸坯表面有渣沟、粘渣，浇铸未满5炉被停用。
对比例2
本对比例提供一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，以重量份数计，其制备原料包括3.5份萤石、14.5份熟料、9.5份白碱、3份半补强炭黑、2.4份土状石墨(95.5wt％的粒度超过325目)、48份硅灰石(烧失量＜2.5％)、3.5份膨润土、4.3份镁砂、1份铝矾土、8.5份铝碳渣粉、1.8份羧甲基纤维素。
以重量份数计，该保护渣中每100份化学成分为32.61份CaO、31.01份SiO2、4.57份MgO、1.03份Fe2O3、3.95份Al2O3、7.31份Na2O、4.42份F-、7.15份C以及8.57份挥发分，余量为不可避免的杂质。
该保护渣的物理指标二元碱度为1.05，熔化温度为1080℃，1300℃条件下的粘度为0.236Pa·S。
按实施例1的方法对该对比例所得的小板坯高拉速包晶钢保护渣进行测试，其结果显示：该对比例所得的保护渣在结晶器内使用过程中液渣层厚度15mm，消耗量0.35kg/t，液渣层稍可，耗量稍低，结晶器内渣条生成速度正常，摩擦力曲线相对平稳，但控制热流效果较差，浇铸的铸坯表面仍有渣沟、卷渣问题，且铸坯外弧表面有纵裂纹。
承上，本申请提供的小板坯高拉速包晶钢保护渣较对比例中的小板坯高拉速包晶钢保护渣各项性能均更佳，说明申请实施例提供的小板坯高拉速包晶钢保护渣能够有效保证小板坯高拉速包晶钢的浇铸工艺顺行及防止凹陷、渣沟、铸坯外弧表面纵向裂纹等质量缺陷。
综上所述，本申请提供的保护渣可确保小板坯包晶钢在高拉速、结晶器液面稳定性差的条件下，液渣层厚度合适、渣耗量适宜，浇铸出的铸坯表面无夹渣、渣沟、凹陷类质量缺陷，铸坯铸坯外弧表面裂纹率低，有效满足小板坯高拉速包晶钢浇铸需求。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种小板坯高拉速包晶钢保护渣，其特征在于，按重量份数计，所述保护渣的每100份化学成分中包括25～30重量份的CaO、20～27重量份的SiO2、＜1.5重量份的MgO、10～15重量份的Al2O3、＜2.0重量份的Fe2O3、3.0～6.5重量份的Na2O、1.0～4.0重量份的F-、＜0.6重量份的B2O3、＜0.5重量份的Li2O、2.0～4.0重量份的MnO2、7.0～10.0重量份的C、16～20重量份的挥发分，余量为不可避免的杂质；
所述小板坯高拉速包晶钢保护渣的二元碱度为1.1～1.25；所述小板坯高拉速包晶钢保护渣在1300℃下的粘度≥0.85且＜1.3Pa·s；所述小板坯高拉速包晶钢保护渣的半球点温度≥1120且＜1180℃；
按重量份数计，小板坯高拉速包晶钢保护渣的制备原料包括2～7份的白碱、0.5～1.0份的补强炭黑、1～1.5份的半补强炭黑、6～10份的土状石墨、37～49份的硅灰石、≤1.5份的硼砂、≤1.0份的碳酸锂、14～18份的方解石、11.5～15.5份的铝钒土、3～8份的冰晶石以及3～5份的碳酸锰；
所述小板坯高拉速包晶钢保护渣用于断面厚为150～180mm、宽≥225且＜500mm，拉速为1.5～2.0m/min的包晶钢连铸中。
2.根据权利要求1所述的小板坯高拉速包晶钢保护渣，其特征在于，所述硅灰石的烧失量＞3.5％；和/或，至少有95wt％的所述土状石墨的粒度超过325目。
3.根据权利要求1或2所述的小板坯高拉速包晶钢保护渣，其特征在于，所述小板坯高拉速包晶钢保护渣的制备原料还包括粘合剂和/或分散剂。
4.根据权利要求3所述的小板坯高拉速包晶钢保护渣，其特征在于，以与所述白碱相同的重量份数计，所述制备原料包括1.6～1.8份的所述粘合剂以及0.4～0.6份的所述分散剂。
5.根据权利要求3所述的小板坯高拉速包晶钢保护渣，其特征在于，所述粘合剂包括糊精、淀粉和羧甲基纤维素中的至少一种；和/或，所述分散剂包括十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯和乙二醇中的至少一种。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001179408A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | モールドパウダおよび連続鋳造方法 |
| CN101733377A (zh) * | 2010-01-20 | 2010-06-16 | 广州珠江钢铁有限责任公司 | 一种中高碳碳素钢及合金钢的连铸保护渣 |
| CN102962420A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-03-13 | 河南省西保冶材集团有限公司 | 一种环保型-圆坯低碳钢无氟保护渣 |
| CN104128578A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-11-05 | 武汉钢铁(集团)公司 | 环保型高铝包晶钢用连铸结晶器保护渣 |
| CN104624998A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-05-20 | 河南省西保冶材集团有限公司 | 一种特大圆坯包晶钢连铸结晶器功能保护材料 |
| CN106513607A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-03-22 | 河南省西保冶材集团有限公司 | 一种304不锈钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法 |
| CN109604548A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-12 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 一种薄板坯高拉速专用多功能结晶器保护渣及其制备方法 |
| WO2019132457A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 아포정강의 제조방법 |
| CN109967707A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-05 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 一种csp中碳低合金专用连铸结晶器保护渣及其应用 |
| CN111360217A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-03 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 一种csp薄板坯合金包晶钢专用连铸结晶器保护渣及其应用 |
-
2022
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001179408A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | モールドパウダおよび連続鋳造方法 |
| CN101733377A (zh) * | 2010-01-20 | 2010-06-16 | 广州珠江钢铁有限责任公司 | 一种中高碳碳素钢及合金钢的连铸保护渣 |
| CN102962420A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-03-13 | 河南省西保冶材集团有限公司 | 一种环保型-圆坯低碳钢无氟保护渣 |
| CN104128578A (zh) * | 2014-06-18 | 2014-11-05 | 武汉钢铁(集团)公司 | 环保型高铝包晶钢用连铸结晶器保护渣 |
| CN104624998A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-05-20 | 河南省西保冶材集团有限公司 | 一种特大圆坯包晶钢连铸结晶器功能保护材料 |
| CN106513607A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-03-22 | 河南省西保冶材集团有限公司 | 一种304不锈钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法 |
| WO2019132457A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 아포정강의 제조방법 |
| CN109604548A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-12 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 一种薄板坯高拉速专用多功能结晶器保护渣及其制备方法 |
| CN109967707A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-05 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 一种csp中碳低合金专用连铸结晶器保护渣及其应用 |
| CN111360217A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-03 | 西峡龙成冶金材料有限公司 | 一种csp薄板坯合金包晶钢专用连铸结晶器保护渣及其应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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